信号与系统课程教学的几点思考

吴健

（安庆师范大学计算机与信息学院，安徽 安庆 246133 ）

1 信号与系统教学现状与问题分析

“信号与系统” 以高等数学、工程数学和电路分析等课程为基础，主要研究信号与系统分析的基本理论与方法。该课程理论性很强，内容比较抽象，公式理论推导较多，知识面广，在教学上存在一定的难度[1]。在教学过程中，我们针对该门课程提出了教学改进方法，但情况仍然不是很好，主要分析有以下几个问题：

1.1 教材选择及教学内容处理

教材的选择对于一门课的教学效果起着很重要的作用。多年来，我们一直选择由高等教育出版社出版，郑君里等编写的 “信号与系统” 作为授课教材。该教材所涉及的内容比较全面比较系统，概念讲解比较清晰，层次结构比较合理，可以为学生们提供所需掌握的知识点。但是，作为一门和现实联系紧密的课程，在教学内容的处理上，老师得多下功夫。因为教学内容是实现教学目的的最关键部分，教材上有些示例并没有及时更新，与我们身边的实际问题或其他相关课程需要解决的问题联系不紧密，这会让学生们缺乏学习兴趣，变成为了掌握知识而被动的去接受、去学习，这大大降低了学生对该课程的学习欲望，影响了用所学知识和实际相联系的能力。

1.2 教学方法

传统的教学方式——教师讲授仍然被广泛的应用，这种方法对于绝大多数的课程可能仍然适用，因为教师可以很好地把握课堂，可以把公式及相关理论的推导讲解的十分清楚，但是对于 “信号与系统” 这门课而言，这种传统的灌输式的教学方法是有很大弊端的，学生发现问题自己解决问题的热情没有被发掘出来，创新性思维也被禁锢住，对老师的 “迷信” 会越来越深。学生如果长期被动的接受，慢慢会消磨掉对未知知识探索和学习的积极性与主动性。

1.3 作业模式

教学环节中很重要的一部分就是作业。学生们通过做作业可以对所学的知识进行巩固和复习，加深记忆和理解，也可以锻炼学生们的动手动脑能力，而老师们通过批改作业，可以及时地发现学生对所学知识的掌握情况。作业如果布置得好，在一定程度上会激发学生们的创新意识和灵感，增加对这门课的喜爱；反之，作业如果没有精心挑选，随便布置那些过于陈旧、老套的题目，不仅会滋生抄作业、找答案的风气，而且会让学生们对该课程产生厌烦心理，这样根本起不到作业的最初的目的。

1.4 考核方式

对于该课程的考核，一直采用的是实验30%，理论70%。因此，学生绝大多数只注重于理论的死记硬背，以求考试过关，而没有真正地将所学知识消化，达到应用的目的。这样的比例分配也不利于激发学生的创新思维。另外，单一的试卷题目，还会带来一个隐患，就是作弊问题。因此，作为教师，要根据社会的需要，不断调整和完善该课程的考核方式，帮助学生自觉地认识到如何学习，如何用所学解决问题。

2 信号与系统课程教学改进策略

结合笔者近两年的教学经历，下面就如何更好地改善 “信号与系统” 这门课程存在的不良教学现状，提高该课程的教学效果，提出以下几个方面的改进措施：

2.1 合理使用教材，及时更新内容

首先，对于教材的内容，选取第一章到第八章作为我们的讲授内容。其教学内容简单地可以概括为两种系统：连续时间系统和离散时间系统；两类方法：时域分析法与频域分析法；三大变换：傅里叶变换、拉普拉斯变换及Z 变换。这些内容的研究方法看似各自独立，实际密切联系又相互渗透，所以在讲解的过程中一定要注意引导，突出联系，让学生能从更高的层面、更深的角度把握整个课程的核心内容。其次，在教学的过程中不能完全按照教材内容的先后次序按部就班的进行讲解，要根据学生的理解能力，以及知识点之间的相互联系，对所讲内容的次序进行稍微的调整。比如拉普拉斯变换较傅里叶变换来说，对于学生更好接受一点，即在教学的过程中，可以先讲授连续系统的拉普拉斯变换，循序渐进，再增加难度讲傅里叶变换及系统分析，这样的调整可以使学生更易接受。最后，作为教师，应该及时地丰富并更新课本上的教学内容，让学生所学的内容更加贴近生活和实际应用。另外，可以将自己科研成果中涉及的较为简单却和授课内容相关的部分及时分享给学生，让其了解比较前沿比较先进的知识点，激发其对科研的兴趣。

2.2 改进教学方式，创新教学方法

基于 “信号与系统” 课程内容的特点，涉及的理论方法多，公式推导难。因此，传统的教学方式传授式不能被完全摒弃，而是应该采取传统与新型教学方式相结合的手段。我们可以采用讨论课的形式[2]讲解某些部分的内容。由于传统的讲授方法让学生的参与度不高，而讨论课的方式和学生以小组的形式展开讨论，成为了课堂的主人，可以自由发表自己的看法。也可以采用传统板书和多媒体课件相结合的方式，比如在利用图解法讲解卷积的积分计算过程时，采用自己编写的PPT 多媒体课件，用动画演示计算过程，可以使原本十分枯燥的理论推导变得十分直观，便于学生理解含义。如今网络教学资源日益增多，很多知名高校都开设了自己的慕课平台，因此可以有效地利用这些网络中的教学资源，让学生充分接触到不同的教师、不同的教材对同一个知识点的认识和理解。另外，我们还应不断地创新教学方法让好的教学方法增强课堂氛围，提高教学效果。启发式教学法，可以以问题为引导，让学生们自己发掘或寻求解决问题的方法，这样可以培养学生自己解决问题的能力。比较教学法，可以在比较的过程中，加深已学知识点的记忆，促进对新知识点的理解，如离散时间系统与连续时间系统，两者都有时域分析与频域分析。因此，在讲解时我们可以让学生们对比理解。最后，要注重实验课的教学。“信号与系统”课程的实验具体分为硬件实验和软件实验，一个是实际操作验证，一个是计算机仿真编程。比如验证抽样定理。首先，教师示范，让学生观察抽样脉冲、抽样信号等，并观察抽样过程中发生混叠和非混叠时的波形。然后学生通过MATLAB 编程[3]，进行仿真实验，验证结论，再根据仿真自己动手调节试验箱，对比所得的结论。这样采取软硬实验相结合的教学方式，让学生对理论掌握的更加准确和透彻，同时也锻炼了学生们实际操作动手能力。

2.3 完善评价模式，突出实践能力

教学的宗旨是通过项目驱动的教学过程来提高学生的动手能力，以实际的项目来带动学生理论的学习，最终达到理论与实践能力的双提高[4]。对于“信号与系统” 的考核标准，应由几部分构成：平时成绩10%（考勤，作业等），这在大学里是必不可少的；实验操作30%（程序的编写与运行，实验报告）；理论考试60%。看似和平时的考核标准似乎区别不大，但是平时成绩中作业的考察，应先从教师自身进行改进，题目的选取一定要秉承与时俱进的原则。而实验操作和理论考试则都是采用上机考试，学生随机抽取题目，公正且避免作弊，而且在得分比例的分配上可以看出，这样的考核更加看重学生的实际操作能力，考察其是否可以将所学应用于实际、解决实际问题，而不是单纯地培养知识“存储器”。

3 结束语

好的教学方法，可以大大提高教学效果，使得老师易教，学生爱学。因此，笔者针对 “信号与系统” 课程的特点，结合自身的教学经历，对存在的问题进行了分析，最后针对问题，从教学内容的处理、教学方式的改进以及考核制度的完善三个方面对该课程的教学，提出了自己的想法。在以后的教学工作中，我们将不断积累教学经验，反思教学过程，努力寻求更好的教学方法。